蛇形流场PEMFC性能影响因素的数值模拟

发布时间：2018-06-14 22:52

  本文选题：燃料电池 + COMSOL　； 参考：《电源技术》2017年02期

【摘要】：为了研究蛇形流场质子交换膜燃料电池(PEMFC)的输出性能,分析其性能的影响因素,寻找改善其性能的方法和途径。基于多物理场直接耦合分析软件COMSOL Multiphysics,建立了包括阴阳极流道、扩散层、催化层及质子交换膜在内的完整的PEM燃料电池三维全流场稳态模型,在COMSOL中利用该模型对蛇形流场PEMFC进行了数值模拟和分析。模拟结果得出了在工作电压为0.7 V的条件下,蛇形流场的流型以及质子交换膜的电导率对PEMFC输出性能的影响。分析表明三蛇形流场的性能优于单蛇形流场;随着质子交换膜电导率的增大,膜内传质得以改善,可以降低传质过程中的电阻损耗,提高燃料电池的性能。模拟结果对于改善PEMFC整体性能有着重要的指导意义。
[Abstract]:In order to study the output performance of proton exchange membrane fuel cell (PEMFC) with serpentine flow field, the influencing factors of its performance were analyzed, and the methods and ways to improve its performance were found. Based on the multiple physical field direct coupling analysis software COMSOL Multiphysics, a complete PEM fuel cell three-dimensional flow field steady state model including cathode and anode flow channel, diffusion layer, catalytic layer and proton exchange membrane is established. The model is used to simulate and analyze the serpentine flow field PEMFC in COMSOL. The simulation results show that the flow pattern of the serpentine flow field and the conductivity of the proton exchange membrane affect the output performance of PEMFC under the operating voltage of 0.7 V. The results show that the performance of the three-snake flow field is better than that of the single serpentine flow field, and with the increase of the proton exchange membrane conductivity, the mass transfer in the membrane can be improved, which can reduce the resistance loss in the mass transfer process and improve the performance of the fuel cell. The simulation results have important guiding significance for improving the overall performance of PEMFC.
【作者单位】： 沈阳建筑大学机械工程学院;迈阿密大学工程学院;
【基金】：辽宁省博士启动基金项目(20121050) 辽宁省教育厅项目(LJQ201205)
【分类号】：TM911.4

【参考文献】

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【共引文献】

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本文编号：2019290